辐射取向2-17型稀土永磁环及其制造方法 本发明属于永久磁性材料技术领域，此制造方法特别适用于2-17型稀土永磁材料经粉末冶金法制备辐射取向烧结永磁环。
在本发明公布之前，发明人曾研制过辐射取向2-17型稀土永磁环，但存在着磁环易裂、磁性能低、磁环性能不均匀、机械加工性能不良等问题。这有因材料本身特性(2-17型稀土永磁材料存在热膨胀各向异性)引起的，也有制造工艺引起的，如单方向压制成型，环坯受力不均匀；辐射取向磁场弱，磁粉取向不完全；环坯在烧结过程中收缩不充分，产生内应力等等，都会导致永磁环出现易开裂、磁性能低，不均匀等问题。
A.E.Paladino等人发表了SmCo合金粉末经热压工艺制造辐射取向永磁环的报导(文章发表于IEEE Transon Magn Voll-11，No5，1975，1455～1457)，采用热压法制造整体磁环，又经烧结制得的永磁环开裂，磁性能为：(BH)max＝11～14MGOe。且热压法设备复杂，热压模具的加工要求高，操作麻烦，生产成本高，然而制得的辐射取向磁环的磁性并不高。
本发明的目的是提供一种辐射取向2-17型稀土永磁环及其制造方法。
本发明采用粉末冶金法，先将2-17型稀土永磁材料经真空冶炼制得合金---破碎研磨制粉---辐射取向压制成型---烧结和热处理而制备辐射取向2-17型稀土永磁环。
本发明涉及一种辐射取向整体烧结成型的永磁环，这种磁环采用2-17型稀土永磁材料，其合金元素(重量％)为：Sm24～27％，Cu4～13％，Fe12～20％，Zr1～3％，余量为Co。在此合金组分中，可添加Gd、Er替代部分Sm，替代量为0～10％，可添加Nb替代部分Zr，替代量为0～2％。
按上述配方称料，真空冶炼制取稀土永磁合金，经破碎研磨制成粉末，将此粉末置于具有辐射取向的专用模具中压制成环坯。
如图所示，本发明辐射取向成型的专用模具是由上、下两组线圈[3]、一个模套[1]和一个模芯[2]及上、下压管[4][5]组成，模芯[2]垂直位于模具中央，模套[1]位于上下两组线圈之间且垂直套于模芯[2]的中间部位，上、下压管[4][5]位于线圈[3]内壁而套于模芯[2]上，由模套[1]、模芯[2]和上、下压管[4][5]构成一环形空腔[6]。成型的工艺是将磁性粉末置于环形空腔[6]内，在两组相同线圈[3]上施加相同量的脉冲电流或直流电流，产生相同量的磁场强度。因两组线圈的摆放是磁极性相斥，当对线圈通电时，则两组线圈均产生出相同强度的磁场，磁场沿模芯---环形空腔---模套---模芯构成闭合回路。磁场在由模芯和模套组成的环形空腔内呈径向辐射方向，故使磁性粉末在模腔[6]内呈辐射方向取向排列，然后由单向油压机作用于上、下压管[4] [5]同时受力压制粉末成型。
成型环坯在氩气保护气氛中进行预烧、烧结和时效热处理。预热阶段从600℃开始缓慢升温，至800～850℃保温30分钟；之后逐渐升温；在1160～1230℃分三段烧结2小时，出炉后在空气中自然冷至室温，冷却速度约为每分钟20℃。烧结后的环分低、高矫顽力材料分别进行时效处理，低矫顽力材料的时效制度为：800～830℃×30′＋700℃×30′＋600℃×2h＋400℃×4～10h，出炉空冷至室温；高矫顽力材料的时效制度为：830℃×10～15h＋700℃×30′＋600℃×2h＋400℃×4～10h，出炉空冷至室温。
本发明与现有技术相比，其优点是：
1.辐射取向成型的专用模具双向挤压成型，磁路封闭，结构严紧。可在单向油压机上利用上、下压管实现双向同时压制，使磁性粉末受压均匀、成型性好，环性能均匀。与热压法相比，设备投资少、生产成本低、方法简单、操作简便。
2.合金成分和工艺制度，尤其是增加了慢加热的预热阶段和出炉后空气自然慢冷却、使磁环收缩适当，磁环不裂，磁性能高，均匀性好，温度稳定性好、机械加工性能优良。
依据此发明制造地2-17型永磁环，磁性能高、均匀性好，温度稳定性好，已提供航空航天部有关单位使用于惯性导航陀螺、加速度表和其它高精度器件，为我国的航空航天领域提供了关键的功能材料。
实施例：
实例1，用低矫顽力2-17型稀土永磁材料合金成分(重量％)为：Sm～25％、Cu～8％、Fe～15％、Zr和Nb～1.5％，余量为Co。经真空冶炼制粉在辐射取向模具中压制成型---预烧---烧结(烧结制度为1185℃×30′＋1195℃×30′＋1175℃×60′，出炉空冷)---时效处理(时效制度为800℃×30′＋700℃×30′＋600℃×120′＋400℃×6h)。磁环磁性能为：Br＝9～9.2KGs；jHc＝5.5～6.5KOe，(BH)max＝15～21MGOe。磁环开路剩磁温度系数αBr≤-0.03％/℃(20-120℃)。
实例2，用高矫顽力2-17型稀土永磁材料合金成分(重量％)为：Sm～25％、Cu～8％、Fe～18％、Zr和Nb～2.4％，余量为Co。与实例1相同工艺或型和烧结后，经830℃×11h＋30′＋700℃×30’＋600℃×120’＋400℃×4h，时效处理，出炉空冷至室温。磁环磁性能为：Br＝8.5～9.1KGs；jHc＝14～25KOe，(BH)max＝14～19MGOe。磁环开路剩磁温度系数αBr≤-0.03％/℃(20-120℃)。
实例3，用低温度系数2-17型稀土永磁材料合金成分(重量％)为：Sm～18％、Gd和Er～7％、Cu～6％、Fe～18％、Zr～2.5％，余量为Co。与实例2相同工艺制度制作。磁环磁性能为：Br＝8～9KGs；jHc≥15KOe，(BH)max＝13～18MGOe。磁环开路剩磁温度系数αBr≤-0.007％/℃(20-120℃)。